Леб применил несколько иную методику, работая с яйцами St. franciscanus и спермой молюска Chlorostomi funabrale. Яйца одной самки раскладывались равными порциями в сосуды с 50 см³ морской воды и к ней прибавлялось ⁿ/₁₀ NaOH в различном количестве: 0,0; 0,2; 0,4; 0,6;0,8; 1,0. Оплодотворение наступало очень быстро. В сосуде с 0,8 NaOH до 80 % яиц почти тотчас образовывали мембрану, в 0,6 NaOH — меньше, а 1,0 NaOH вызывало уже аглютинацню спермы. Рядом опытов Леб доказал, что здесь происходил не искусственный партеногенез химическим раздражением, а действительно процесс гетерогенного оплодотворения (Леб, 1908). Повторные опыты дали столь же прекрасные результаты[32], и Леб получил тысячи нормально развитых плютеусов. Плютеусы эти все без исключения были типичными для St. franciscanus (рис. 41).

^{Рис. 41.Псевдогибридные плютеусы Strongylocentrotus franciscanus при оплодотворении спермой молюска Chlorostoma (по Лебу). (Ср. рис. 87 и 88).}

Яйца Echinus значительно прозрачнее яиц крупного St. franciscanus, что позволило Купельвизеру дать подробное описание явления оплодотворения in vivo. Если студенистая оболочка яйца не была удалена совершенно, сперматозоиды прилипали к ней хвостами, Впрочем и Леб и Купельвизер отмечают, что у довольно значительного числа самок опыт не удается вовсе — очевидно в связи с какими-то индивидуальными свойствами их яйцеклеток, оставаясь на ее поверхности, пока все яйцо не обволакивалось ими. Внутрь оболочки ни разу сперматозоиды не попадали. При удалении оболочки сперматозоиды упираются в яйцо и пытаются внедриться в него. В большинстве случаев однако им удается воткнуть лишь острие головки, и они затем либо снова отрываются либо остаются длительно в таком положении. Изредка удается однако увидеть проникновение головки, после чего в течение четверти часа при помощи оживленных движений хвостика сперматозоид погружается в яйцо целиком. Никакого воспринимающего бугорка яйцо навстречу этому чужому сперматозоиду не образует, и проникновение происходит в любом месте, что доказывается уже одновременным прониканием многих сперматозоидов в различных местах. После проникновения, как упомянуто, не происходит образования мембраны, почему проникновение сперматозоидов продолжается, и моноспермия является исключением.

Приблизительно через полчаса от начала опыта можно видеть проникшие сперматозоиды в виде больших, сильно преломляющих свет телец в протоплазме яйца. Через 10–20 минут возле такого тельца возникает отчетливое сияние, лучистая сфера. Лучистая сфера сперматозоида, проникшего первым (часто также и второго и третьего), начинает правильно, хотя и медленно, двигаться к ядру яйца, ведя за собой и ядро (пронуклеус) спермия. (Сперматозоиды, проникшие позднее, также образуют сферы, но остаются на периферии и могут не поворачиваться сферой к ядру яйца.) Далее образуется уже центральное слияние, и оболочка ядра яйца исчезает, начинается первое дробление. Нередко это центральное слияние захватывает и другие сперматозоиды, — образуется многополюсный митоз, и яйцо гибнет.

Темп развития идет нормально. По данным, полученным на фиксированном материале, сроки наступления стадий таковы:

Центральное сияние — 1 час 13 мин.

Веретено — 2 часа 5 мин.

Два бластомера — 3 часа 0 мин.

Бластула — 17 часов 15 мин.

На фиксированном материале Купельвизер изучил и более детальные процессы, происходящие при этом. Они дополняются следующими существенными деталями: ядро сперматозоида, проникнув в яйцо, несколько изменяется, разбухает, что впрочем свойственно сперматозоидам Mytilus и при нормальном оплодотворении. Направляясь вслед за, своей центросомой к ядру яйца, ядро сперматозоида однако дальше не обнаруживает никакой активности. В то время как ядро яйца теряет оболочку и распадается на свои нормальные 9 хромосом (рис. 42), ядро сперматозоида остается округлым, достаточно плотным тельцем и лишь изредка образует нечто вроде хромосом. Во всяком случае уже в первом делении оно не принимает участия, и лишь в виде исключения[33] оказывается в веретене, но попрежнему в виде цельного тельца. В результате при первом же делении ядро сперматозоида оказывается в одном из бластомеров, а при втором дроблении Купельвизером уже не было найдено. Общий итог своих наблюдений Купельвизер выражает следующей схемой (рис. 43).

^{Рис. 42. Поведение ядер при оплодотворении спермой молюска яйца морского ежа (по Купельвизеру).}

^{На левом рисунке маленький пронуклеус сперматозоида виден при правой центросоме; на правом рисунке — при верхней центросоме. На правом и среднем рисунке видно гаплоидное число хромосом.}

Обсуждая эти выводы, Купельвизер отмечает их полнейшее, до мельчайших подробностей совпадение с аномальным процессом оплодотворения яиц Echinus его же спермой, но обработанной едким кали (см. Boveri, 1888; Teihmann, 1909). Ядро сперматозоида в обоих случаях оказывается убитым, и яйцо и дальнейший организм получают от сперматозоида лишь центросому, нормальный характер которой описывает детально Купельвизер.

Гибель хромосом, показанная Купельвизером, объяснила, почему полученные им и Лебом плютеусы оказываются чисто матроклинными. Вместе с тем она лишила обоснования и вывод Леба, сделанный им в 1908 г. что «чисто материнский характер гибридов еж × молюск указывает на то, что не хромосомы являются носителями наследственности, а что передача наследственных особенностей есть проблема чисто химическая, но не гистологическая».

^{Рис. 43. Схема оплодотворения яйца морского ежа спермой молюска (по Купельвизеру).}

^{Пронуклеус яйца изображен кружком или рядом хромосом на веретене (4); пронуклеус сперматозоида — точкой при луче сияния.}

Гибридизация морских ежей с морскими лилиями осуществленная в 1904–1906 гг. Годлевским (Godlewsky Е. jun., 1906), представляет. как несколько более близкая, межклассовая, ряд интересных моментов для сравнения с данными Купельвизера. Годлевским была произведена гибридизация по методу Леба яиц морских ежей Sphaerechmus granularis, Echinus microtuberculatus u Strongylocentrotus lividus спермой лилии Antedon rosacea. Так же, как и в скрещивании еж × молюск, полученные плютеусы оказались чисто материнскими, и ни в темпе деления, ни в образовании мезенхимы, ни в самом плютеусе не было обнаружено никаких изменений, которые можно было бы приписать влиянию отцовского вида. Однако в гистологическом отношении имеются интересные отличия от картины, полученной — Купельвизером в скрещивании еж × молюск.

^{Рис. 44. Процесс оплодотворения яиц морского ежа спермой морской лилии (по Годлевскому).}

Морские лилии и морские ежи представляют собой две чрезвычайно древние[34] ветви иглокожих, разделившиеся еще до палеозоя, сотни миллионов лет назад. Тем замечательнее факт, что оплодотворение яиц морских ежей спермой лилии происходит совершенно нормальным образом. Если исключить то, что для оплодотворения необходимо некоторое повышение концентрации ОН-ионов, то во всем остальном процессе нельзя заметить никаких уклонений от нормального процесса оплодотворения.

Проникнув в яйцо, сперматозоид образует лучистую сферу, поворачивается ею по направлению к ядру яйца, начинает двигаться к атому ядру, очевидным образом оба ядра сливаются в одно, В этом последнем пункте у еж × молюск было отличие, так как картины слияния ядер с полной убедительностью установить было невозможно, и даже в тех случаях, когда ядро молюска оказывалось в тесном контакте с ядром ежа, первое имело все же характер некоторого инородного тела. Рис. 44 показывает картину типичного слияния ядер и совместное участие обоих уже в первом веретене. Точный анализ хромосом здесь проделан не был, и так как хромосомы Antedon были не учтены, а для ежей оставалось невыясненным, не существует ли двух рас, с 9—18 и 18–36 хромосомами, то по полученной пластинке метафазы, на которой можно насчитать несколько более 20 хромосом, установить уверенно судьбу хромосом лилии невозможно. Однако каких-либо признаков элиминации хромосом в первом делении Годлевский не видел.